Американские учёные впервые обнаружили асимметричный лед-X при давлении свыше 222 ГПа

Эксперимент с каплей воды под экстремальным давлением

Как сообщает НВ — Техно: Группа физиков из Университета Невады в Лас-Вегасе провела уникальный эксперимент, подвергнув каплю воды давлению, характерному для глубин планет Уран и Нептун. Это давление превысило 222 гигапаскаля - что в 2,2 миллиона раз выше атмосферного давления на уровне моря. Под таким воздействием структура воды претерпела значительные изменения, в результате которых образовалась новая асимметричная форма кристаллов льда-X.

В ходе исследования каплю сжимали между алмазными наковальнями и изучали изменения с помощью рентгеновской дифракции. Учёные установили, что кристаллическая решётка льда деформировалась и приобрела асимметричную форму под влиянием огромного давления. Эти данные важны для понимания теплопроводности, плотности вещества и процессов формирования магнитных полей на планетах.

Научное значение открытия

Это первый случай лабораторного зафиксирования асимметрии в кристаллической решётке льда при экстремальном давлении. Результаты расширяют представления о фазах льда-X, в которой обычно атомы водорода располагаются симметрично между атомами кислорода. Открытие поможет лучше интерпретировать астрономические данные и моделировать условия на экзопланетах.

Изменение атомной структуры воды под таким давлением может вести к иным химическим взаимодействиям с металлами и горными породами, отличным от земных. Эти знания особенно актуальны для разработки космических аппаратов, предназначенных для изучения глубоких слоёв нашей Солнечной системы. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Chemistry.

Работа американских физиков открывает новые горизонты для изучения физических процессов на других планетах и экзопланетах. Это открытие не только помогает понять природу льда в экстремальных условиях, но и способствует развитию технологий для будущих космических миссий, направленных на исследование отдалённых уголков Солнечной системы.

Интересно, что исследование льда-X в условиях экстремального давления перекликается с последними достижениями астрономии. Например, телескоп James Webb недавно изучил междузвёздную комету и атмосферу экзопланеты, что также открывает новые горизонты для понимания процессов в космосе. Эти исследования вместе помогают глубже осознать физику и химию в различных условиях.